توسط rohamjpl » دوشنبه ۱۴۰۰/۱/۹ - ۰۸:۳۳
در جواب شما نتیجه هر آزمایش غیر گرانشی محلی، در یک آزمایشگاه نشان می‌دهد که جرم، آزادانه و مستقل از سرعت آزمایشگاهی و محل آن، در فضازمان سقوط می‌کندومبنی بر اینکه قوانین فیزیک در یک دستگاه مرجع با شتاب یکنواخت، با یک میدان گرانشی یکنواخت، یکسان هستند. ساده‌ترین راه برای انجام آزمایشِ اصل هم‌ارزی ضعیف، آن است که دو جسم از توده یا ترکیبات مختلف را هم‌زمان در خلاء رها کنید، می‌بینید که هر دو هم‌زمان به زمین برخورد می‌کنند.اگر شما روی زمین قرار گرفته باشید و توپی را از ارتفاع مشخصی رها سازید، توپ با شتابی مشخص به سمت زمین حرکت می‌کند. حال فرض کنید در فضاپیمایی در فضای تهی قرار گرفته‌اید. در این حالت اگر توپ را رها کنید، در محل خودش باقی می‌ماند. اما اگر فضاپیما شتاب داشته باشد، با رها کردن توپ می‌بینید که به صورت شتاب‌دار در خلاف جهت شتاب فضاپیما به حرکت در می‌آید.احساس شخصی که درون آسانسور ثابتی بر روی زمین ایستاده و شخصی که در آسانسوری با شتاب ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه در فضا به سمت بالا شتاب می‌گیرد، مشابه است
اما اگر مسیر آسانسوری از زمین تا ماه کشیده شده باشد و شخصی را بی‌اطلاع از مقصدش سوار آن کنیم، آیا او به خروج از زمین پی خواهد برد؟ تصورش ساده است. درب آسانسور را باز کرده و وارد می‌شوید. طبیعتاً هیچ احساس خاصی تا آغاز حرکت به شما دست نخواهد داد. حرکت آغاز می‌شود و فشار اندکی در کف پاها احساس می‌کنید، پس حرکت، رو به بالاست. این فشار، رفته‌رفته افزایش می‌یابد و چندی بعد نیز رو به کاهش گذارده و شرایط به وضع اولش برمی‌گردد. شما با اطمینان ۱۰۰ درصد از توقف آسانسور، در را باز می‌کنید، اما با کمال شگفتی زمین را زیرپایمان می‌بینید که به سرعت از شما دور می‌شود! هیچ حقه‌ای در کار نیست، چراکه طبق اصول مکانیک نیوتونی، اگر آسانسور با شتاب ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه (معادل شتاب گرانشی زمین)، رو به بالا حرکت کند، آنگاه اصلاً درنخواهید یافت که به فضا وارد شده‌اید! این واقعیت را «اصل هم‌ارزی قوی» می‌نامند.
شتاب نامی است که ما به هر فرآیندی که سرعت تغییر می مشاهدات ناظری که در یک آسانسور متحرک در محیط بی‌وزنی، حرکتی شتاب دارو بالارونده را تجربه می‌کند را می‌توان هم‌ارز مشاهدات همان ناظر در یک آسانسور ثابت تحت میدان گرانشی‌ای دانست که او را با همان شتاب به سمت پایین می‌کشد. هرچند که وسوسه می‌شویم این هم‌ارزی محاسباتی را صرفاً دال بر تناظری ساده بین معادلات فیزیکی ناظر بر دو پدیده مجزا تلقی کنیم، اما در یک جهان نسبیتی، وجود همین تناظر کافیست تا دیگر آنچه توصیف می‌شود را «دو پدیده مجزا» تلقی نکنیم؛ چراکه هیچ راهی برای تمیز این دو پدیده در اختیارمان نخواهد بود.
چپ: مطابق اصل هم‌ارزی جرم لختی و جرم گرانشی، نیروی وارده بر ناظری که در یک آسانسور متحرک با شتاب ثابت به سمت بالا سیر می‌کند، هم‌ارز یک نیروی گرانشی با همان شتاب بر ناظر واقع در یک آسانسور ثابت است. راست: حرکت بالارونده آسانسور، موجب تغییر مسیر حرکت نور از یک راستای مستقیم به یک مسیر منحنی می‌شود. طبق پیش‌بینی نسبیت عام، باید انتظار همین انحنا را در مسیر نور عبوری از کنار میدان‌های گرانشی هم داشت.
چنانچه در این آسانسور متحرک و شتابناک، نور چراغ‌قوه‌ای را به سمت دیواره آسانسور بگیریم، از آنجاکه سرعت نور ثابت است، چنانچه آسانسور سرعت قابل توجهی داشته باشد، آنگاه محل برخورد پرتوهای نور به دیواره دقیقاً در راستای دریچه چراغ‌قوه «نخواهد» بود؛ چراکه در اینصورت مسیر حرکت هر جسمی که سرعتی متناهی و ثابت دارد (همچون نور)، یک مسیر «منحنی» خواهد بود، نه مستقیم. در این تمثیل، اصل هم‌ارزی جرم لختی و جرم گرانشی چنین فهم می‌شود که می‌بایستی انتظار انحنای مشابهی را در مسیر نوری که از نزدیکی یک میدان گرانشی (یا به عبارت دیگر، یک جرم سنگین‌وزن) عبور می‌کند هم داشت؛ چرا که تمیز این دو موقعیت از یکدیگر ناممکن استکند
جالب بود
موفق باشی